Sterownik hamowni DC1
Instrukcja obsługi oprogramowania Dyno2
Spis treści
1 Specyfikacja oprogramowania...3
1.1 Funkcjonalność...3
1.2 System operacyjny...4
2 Interfejs aplikacji...5
2.1 Zakładki głównych czynności...5
2.2 Zawartość bieżącej zakładki...5
2.3 Projekty...6
2.4 Analiza...7
2.5 Pomiar...8
2.5.1 Sterowanie pomiarem...8
2.5.2 Opcje pomiaru...8
2.5.3 Sterowanie wyjściami urządzenia...10
2.5.4 Bieżące parametry pomiaru...11
2.5.5 Wykres punktowy...11
2.5.6 Wykres w funkcji czasu...11
2.5.7 Konfiguracja kanałów danych...11
2.6 Sekwencja testowa...13
2.7 Ustawienia...14
2.7.1 Dyno settings...14
2.7.2 Ambient data - warunki otoczenia...16
2.7.3 OBD...16
2.7.4 Throttle control - sterowanie przepustnicą...17
2.7.5 Units - jednostki...18
2.7.6 Branding - grafika w tle wykresu...18
2.7.7 Functions - moduł funkcji użytkownika...18
2.7.8 CAN parser - pobieranie danych z magistrali CAN...19
2.8 Pasek statusu...21
2.8.1 Status komunikacji z mikrokontrolerem...21
2.8.2 Status warunków otoczenia...22
2.8.3 OBD status...22
2.8.4 Obciążenie procesora CPU...22
2.8.5 Czas systemowy...23
3 Korzystanie z hamowni...24
3.1 Loss model - model strat...24
4 Przykłady krok po kroku...26
4.1 Minimalna konfiguracja hamowni...26
4.2 Konfiguracja nowego projektu / samochodu...26
4.3 Wykonywanie pomiarów i porównywanie wyników...27
4.4 Strojenie kąta zapłonu...27
1 Specyfikacja oprogramowania
1.1 Wymagania
Sterownik wraz z którym dostarczane jest oprogramowanie, spełnia jego wymagania sprzętowe.
Podczas wykonywania pomiarów nie należy mieć uruchomionych innych programów w tle.
Do korzystania z oprogramowania wymagany jest monitor z rozdzielczością co najmniej 1024x720 pikseli. Zalecany jest monitor FullHD (1920x1080). Konieczne jest także podłączenie klawiatury oraz urządzenia wskazującego (myszy). Zalecana jest mysz z kółkiem.
1.2 Funkcjonalność
• W pełni konfigurowalne oprogramowanie pozwalające na współpracę z dowolną hamownią - silnikową, podwoziową, inercyjną, obciążeniową oraz innymi.
• Posiada narzędzia ułatwiające kalibrację tensometrów, inercji rolek oraz sterowania hamulcem.
• Uniwersalne charakterystyki do konwersji sygnałów analogowych na wartości fizyczne.
• Niezależny wybór jednostek pomiarowych - metrycznych oraz calowych.
• Ciągły podgląd parametrów pracy podczas pomiaru.
• Nieograniczony czas rejestracji danych pomiarowych.
• Wykresy punktowe - np. moc w funkcji kąta zapłonu.
• Uniwersalne tryby kontroli hamulca: % mocy hamulca, blokada obrotów, stały przyrost obrotów, zadany przebieg obrotów w funkcji czasu.
• Ustawienia filtrowania i wygładzania dostępne dla użytkownika.
• Nieograniczone porównywanie wyników pomiaru.
• Łatwe zarządzanie projektami i pomiarami.
• Dane pomiarowe zapisywanie w popularnym standardzie HDF umożliwiającym analizę w zewnętrznym oprogramowaniu (np. MATLAB).
• Moduł własnej logiki i obliczeń do sterowania wyjściami.
• Obsługa interfejsów OBD na bluetooth i USB.
• Automatyczne sterowanie elektroniczną przepustnicą poprzez komunikacje ze sterownikami silnika firmy Ecumaster.
• Programowalne odczytywanie i przetwarzanie danych z magistrali CAN-BUS Planowane funkcje:
• Obsługa zewnętrznych stacji pogodowych.
• Nadawanie własnych danych po magistrali CAN-BUS.
1.3 System operacyjny
Oprogramowanie pracuje na systemie Raspbian zainstalowanym w komputerze sterownika DC1.
Sterownik DC1 dostarczany jest z zainstalowanym i skonfigurowanym systemem operacyjnym oraz oprogramowaniem Dyno2 umiejscowionym na pulpicie.
Oprogramowanie Dyno2 pracuje poprawnie tylko na specjalnie przygotowanym i skonfigurowanym systemie. Nie będzie ono działać na świeżej instalacji systemu.
Aktualizowanie systemu Raspbian nie jest wskazane, ponieważ może spowodować zaprzestanie poprawnego funkcjonowania programu Dyno2.
Nie należy odłączać zasilania sterownika podczas pracy oprogramowania lub podczas jakiejkolwiek operacji zapisu danych, ponieważ może to doprowadzić do uszkodzenia zawartości karty pamięci.
Eksperymenty w firmie PEREK wskazują, że odłączenie zasilania, przy włączonym systemie operacyjnym, gdy system jest bezczynny, nie ma negatywnych skutków. Sugerowane jest jednak zamykanie systemu operacyjnego przed odłączeniem zasilania.
W przypadku uszkodzenia karty pamięci, obraz systemu wraz z oprogramowaniem można pobrać ze strony http://dyno.perek.it/pliki/index.php
Hasło użytkownika systemu to: dynoadmin
Domyślnie skonfigurowany jest statyczny adres IP: 192.168.1.11 Aby podłączyć sterownik do sieci LAN, konieczna jest zmiana tego ustawienia na automatyczne DHCP.
Wszystkie dane aplikacji - jej ustawienia oraz wykonane pomiary znajdują się w katalogu /home/pi/.dyno2
• runs - katalog zawierający pliki z danymi pomiarowymi. Pliki pomiarowy zawiera wszystkie informacje potrzebne do otwarcia pomiaru na innym urządzeniu
• saved - domyślny katalog do eksportu danych (np. do formatu PDF)
• functions.xml - plik zawierający zaprogramowane przez użytkownika funkcje
• projects.db - baza danych zawierająca informacje o projektach i przynależnych do nich pomiarach
• settings.ini - plik z konfiguracją programu i parametrów hamowni
W katalogu hamowni możliwe jest ręczne umieszczenie dodatkowych plików przez producenta hamowni:
• branding.png - domyślna grafika w tle wykresów
• about.txt - domyślny tekst do zakładki SETTINGS / About
2 Interfejs aplikacji
Interfejs aplikacji zbudowany jest z trzech głównych części.
2.1 Zakładki głównych czynności
PROJECTS - zarządzanie projektami (samochodami, silnikami) oraz pomiarami z nimi związanymi.
ANALYZE - analiza i porównanie danych pomiarowych.
RUN - wykonywanie pomiarów oraz strojenie silnika.
SEQUENCE - programowanie sekwencji testowej SETTINGS - konfiguracja hamowni i aplikacji.
IO - podgląd stanu wejść / wyjść sterownika.
2.2 Zawartość bieżącej zakładki
Zawartość bieżącej zakładki zawiera elementy interfejsu potrzebne na realizacje czynności wybranej zakładki.
Zakładki głównych czynności
Zawartość bieżącej zakładki
Pasek statusu
2.3 Projekty
Zakładka PROJECTS używana jest do przeglądania i zarządzania projektami oraz powiązanymi z nimi pomiarami.
Skróty klawiszowe w liście projektów:
• N - dodaj Nowy projekt.
• Del - usuń wybrany projekt.
Skróty klawiszowe w liście pomiarów:
• L - Załaduj dane pomiaru z pliku.
• Del - usuń wybrany pomiar z projektu (plik z danymi pomiaru nie jest usuwany).
lista projektów
opis bieżącego projektu
identyfikat or i nazwa bieżącego projektu pomiary powiązane z bieżącym projektem
2.4 Analiza
Pomiary w bieżącym projekcie wyświetla wszystkie pomiary powiązane z bieżącym projektem.
Dostępne skróty klawiszowe w tym polu to:
• L - załaduj pomiar z pliku.
• Del - usuń wybrany pomiar z projektu (dane pomiaru nie są usuwane).
Przycisk ładowania pomiaru do analizy ładuje wybrany pomiar do porównania i analizy.
Pomiary załadowane do analizy wypisuje pomiary, które są aktualnie wyświetlane na wykresach w prawej części okna. Dostępne skróty klawiszowe to:
• L - załaduj pomiar z pliku.
• Del - usuń wybrany pomiar z analizy (dane pomiaru nie są usuwane).
• Spacja - załaduj ostatnio wykonany pomiar.
Dodatkowe funkcje dostępne z menu kontekstowego (PPM):
• Calculate Loss Model - otwiera okno do wyznaczania modelu strat napędu.
• Analyze Roller Signal - otwiera okno do analizy jakości sygnału prędkości rolki.
Załadowane pomiary z zakresem wyświetlania wyświetla prędkość w funkcji czasu oraz pozwala wybrać zakres pomiaru, który ma być wyrysowany na wykresach.
Szczegóły pomiaru wyświetla szczegóły techniczne wybranego pomiaru.
pomiary w bieżącym projekcie
pomiary załadowane do analizy
szczegóły pomiaru ustawienia wyświetlania
wykres mocy / momentu w funkcji prędkości obrotowej
wykres punktowy wybranych parametrów załadowane
pomiary z zakresem wyświetlania przycisk ładowania pomiaru do analizy
Ustawienia wyświetlania pozwalają wybrać dane, które mają zostać wyświetlone na wykresach oraz wybrać poziom wygładzania danych.
Wykres mocy / momentu w funkcji prędkości obrotowej jest typowym wykresem z wynikami pomiaru na hamowni. Pokazuje moc na kołach, moc silnika, moc strat oraz moment obrotowy silnika. Opcje drukowania / zapisu wykresu dostępna są z menu kontekstowego (PPM).
Wykres punktowy wybranych parametrów używany jest do analizy relacji między wybranymi kanałami danych. Może zostać wykreślona zależność danych z jednego kanału z danymi z innego kanału lub też zależność od czasu. Wyświetlane kanały wybierane są poprzez menu kontekstowe (PPM). Zawartość menu kontekstowego zmienia się w zależności od obszaru wykresu, na który się kliknie. Aby zmienić kanał lub jego ustawienia na danej osi, należy kliknąć PPM na tej osi.
2.5 Pomiar
2.5.1 Sterowanie pomiarem
• START / STOP - rozpoczyna oraz kończy pobieranie i zapisywanie danych.
• LOCK CURRENT RPM - steruje hamulcem hamowni tak aby utrzymywał bieżącą prędkość obrotową silnika.
2.5.2 Opcje pomiaru
• Current project - wskazuje który projekt jest aktywny. Dane pomiarowe zostaną powiązane z aktywnym projektem poprzez bazę projektów / pomiarów. Bieżący projekt może zostać zmieniony w zakładce PROJECTS.
Wykres punktowy
Wykres w funkcji czasu Sterowanie
pomiarem
Opcje pomiaru
Bieżące parametry pomiaru Sterowanie
wyjściami urządzenia
• Comment - komentarz, który zostanie zapisany z bieżącym pomiarem.
• Time history - określa czas przez jaki dane są wyświetlane na Wykresie punktowym oraz Wykresie w funkcji czasu.
• Speed ratio - przełożenie potrzebne, aby obliczyć prędkość obrotową silnika na podstawie prędkości obrotowej rolki hamowni. Wartość w tym polu bezpośrednio wpływa na wartość obliczonego momentu obrotowego silnika. Przełożenie jest zdefiniowane jako stosunek prędkości obrotowej silnika do prędkości obrotowej na pierwszym wejściu
częstotliwościowym (Frequency input 1). Aby uprościć korzystanie z aplikacji oraz uniknąć ręcznych kalkulacji przełożenia, następujące funkcje, automatycznie obliczające przełożenie, dostępne są poprzez menu kontekstowe (PPM):
◦ Get from last run - wylicz z ostatniego pomiaru:
▪ rozpocznij pomiar poprzez naciśnięcie przycisku START
▪ rozpędź silnik do znanej prędkości obrotowej
▪ opcjonalnie zakończ pomiar poprzez naciśnięcie przycisku STOP
▪ wybierz Get from last run z menu kontekstowego
▪ wpisz maksymalną prędkość obrotową silnika osiągniętą w ostatnim pomiarze
▪ kliknij OK
▪ obliczone przełożenie zostaje zaktualizowane
◦ Get from OBD - pobierz z interfejsu OBD:
▪ Interfejs OBD powinien być podłączony oraz gotowy
▪ rozpocznij pomiar poprzez naciśnięcie przycisku START
▪ dla lepszej precyzji rozpędź silnik do wyższego zakresu prędkości obrotowej oraz utrzymuj ją stałą
▪ wybierz Get from OBD z menu kontekstowego
▪ po chwili (około 1s) przełożenie zostanie zaktualizowane
• Loss model - model strat - używany jest do oszacowania mocy traconej w układzie napędowym. Za jego pomocą można określić moc silnika na podstawie pomiaru mocy na rolkach hamowni. Okno obliczania modelu strat dostępne jest poprzez menu kontekstowe (PPM). Więcej informacji w sekcji Loss model - model strat. W przypadku hamowni silnikowej używanie modelu strat nie jest konieczne.
• Correction factor - współczynnik korekcji - używany jest aby znormalizować wynik pomiaru. Po uwzględnieniu współczynnika korekcji możliwe jest porównywanie pomiarów wykonywanych w różnych warunkach otoczenia (temperaturze, ciśnieniu, wilgotności).
Współczynnik korekcji obliczany jest według normy SAE J1349. Warunki otoczenia mogą zostać pobrane z czujnika wbudowanego w jednostkę główną lub z ręcznie wpisanych wartości. Na wykresach użytkownik ma do wyboru kanały bez korekcji (Engine power,
Engine torque) oraz te uwzględniające korekcję (Engine corr. power, Engine corr.
torque).
• Ustawienia trybu hamowni służą do konfiguracji sposobu kontroli hamulca hamowni.
Parametry kontrolera PID muszą zostać skonfigurowane przed korzystaniem z funkcji hamulca. Narzędzie do konfigurowania kontrolera PID dostępne jest poprzez kliknięcie PPM na wartości Lock RPM. Procedura strojenia opisana jest w dokumencie "Sterownik hamowni DC1 - instalacja i konfiguracja".
◦ Inertia - inercja - hamulec jest wyłączony
◦ Brake DC - % mocy hamulca - stała moc hamulca w zakresie 0% - 100%
◦ Lock RPM - blokada prędkości - nie pozwoli na rozpędzenie silnika ponad zadaną prędkość obrotową
◦ Limit dRPM/s - przyrost prędkości - ograniczy przyrost prędkości obrotowej silnika do zadanej wartości w obrotach na minutę na sekundę (RPM / s)
• Throttle control - włączenie sterowania otwarciem przepustnicy oraz zadane otwarcie przepustnicy silnika. Sposób sterowania przepustnicą konfigurowany jest w zakładce SETTINGS / Throttle control.
• Run sequence - zaznaczenie tej opcji powoduje sterowanie otwarciem przepustnicy oraz utrzymywanymi obrotami silnika według sekwencji zaprogramowanej w zakładce SEQUENCE. Zaprogramowana sekwencja odtwarza się wraz z rozpoczęciem pomiaru poprzez naciśnięcie przycisku START.
• UI refresh - informacja o częstotliwości odświeżania interfejsu aplikacji.
2.5.3 Sterowanie wyjściami urządzenia
Ten obszar okna pokazuje aktualny stan wyjść urządzenia oraz pozwala na sterowanie nimi.
Sterowanie wyjściami jest możliwe w dwóch trybach: ręcznym i automatycznym.
W trybie ręcznym sygnałem do aktywacji wyjścia jest kliknięcie myszą na pole danego wyjścia lub naciśnięcie na klawiaturze jednego z klawiszy funkcyjnych (kolejno od góry F1 - F8).
Co więcej w trybie ręcznym wyjście może pracować jako monostabilne lub bistabilne. Wyjście monostabilne jest załączone tylko sygnał aktywujący jest cały czas aktywny (naciśnięty klawisz lub przycisk myszy). Jest to dobra opcja do sterowania np.
rozrusznikiem. Wyjście bistabilne zmienia swój stan przy otrzymaniu sygnału aktywującego po czym utrzymuje ten stan do kolejnego sygnału.
W trybie automatycznym wyjście sterowane jest
zaprogramowaną funkcją. Własne funkcje można tworzyć w zakładce SETTINGS / Functions. Opis tworzenia funkcji zawiera rozdział Functions - moduł funkcji użytkownika
Konfiguracja wyjścia dostępna jest poprzez kliknięcie PPM na danym wyjściu. Możliwe jest:
• wpisanie własnej etykiety dla wyjścia
• wybranie trybu sterowania (Manual / Function)
• wybranie czy wyjście w trybie ręcznym ma być bistabilne
• wybranie funkcji sterującej
Dostępne są tutaj skróty do utworzenia nowej funkcji oraz edycji wybranej funkcji.
2.5.4 Bieżące parametry pomiaru
W tym obszarze wyświetlane są bieżące wartości parametrów mierzonych przez hamownie takich jak prędkość pojazdu, prędkość obrotowa silnika, moc oraz moment obrotowy. Zakres wskaźników można edytować poprzez kliknięcie na nich PPM (Prawym Przyciskiem Myszy).
• min - początek skali
• max - koniec skali
• step - krok rysowania etykiet na skali
• low - koniec zakresu niebieskiego na skali
• high - początek zakresu czerwonego na skali
2.5.5 Wykres punktowy
Wykres punktowy pozwala na analizę zależności pomiędzy dowolnymi parametrami. Mogą to być na przykład moc i kąt zapłonu. Widoczne kanały wybiera się klikając PPM na osi na której chce się zmienić kanał danych. Możliwe jest też pauzowanie odświeżania wykresu oraz wyczyszczenie jego zawartości. Czas przez jaki dane wyświetlane są na wykresie podaje się w polu Time history w obszarze opcji pomiaru.
2.5.6 Wykres w funkcji czasu
Wykres w funkcji czasu, wykreśla wybrane parametry w funkcji czasu. Na tym wykresie można zobaczyć np. przebieg prędkości i mocy z ostatnich chwil pomiaru. Widoczne kanały wybiera się klikając PPM na osi na której chce się zmienić kanał danych. Możliwe jest też pauzowanie
odświeżania wykresu oraz wyczyszczenie jego zawartości. Czas przez jaki dane wyświetlane są na wykresie podaje się w polu Time history w obszarze opcji pomiaru.
2.5.7 Konfiguracja kanałów danych
Konfiguracja kanałów danych dostępna jest poprzez kliknięcie PPM na dowolnym z wykresów na którym wybrany jest kanał, który chcemy skonfigurować, oraz wybranie opcji Setup variable (nazwa kanału). Ustawienia dotyczą wyświetlania danych na wykresach w zakładce RUN.
• Autoscale - gdy ta opcja jest zaznaczona osie wykresów skalują się automatycznie do zakresu danych.
• MIN / MAX - zakres skali na wykresach gdy nie jest wybrana opcja Autoscale.
• High / Low warning - progi których przekroczenie powoduje podświetlenie wykresu na czerwono / niebiesko. Sprawdzanie warunku jest aktywne tylko jeśli kanał jest wybrany na danym wykresie.
2.6 Sekwencja testowa
Zakładka SEQUENCE pozwala na skonfigurowanie własnego przebiegu sterowania położeniem przepustnicy silnika oraz utrzymywaniem obrotów silnika przez hamulec hamowni. Aby
aktywować przetwarzanie sekwencji, należy zaznaczyć opcję Run sequence w zakładce RUN.
• Engine speed limit - przebieg ograniczenia prędkości obrotowej silnika przez hamulec hamowni.
• Throttle opening - przebieg zadanego otwarcia przepustnicy.
Skróty klawiszowe używane do edycji przebiegów testowych:
• Del - usuwa punkt przebiegu
• I - wstawia punkt przebiegu na lewo od obecnego
• O - wstawia punkt przebiegu na prawo od obecnego
2.7 Ustawienia
Zakładka SETTINGS zawiera ustawienia oprogramowania oraz sterownika hamowni.
2.7.1 Dyno settings
Dyno settings - zbiór ustawień hamowni / sterownika
• Frequency Input - konfiguracja wejść częstotliwościowych. Wejście 1,2 służy do
podłączenia sygnału obrotów pierwszej / drugiej rolki hamowni podwoziowej. W przypadku hamowni silnikowej sygnał obrotów głównego wału hamowni należy podłączyć do wejścia 1. Wejście nr. 3 jest opcjonalne i służy do podłączenia sygnału obrotów silnika. Jest ono przydatne gdy nie ma stałego przełożenia pomiędzy prędkością obrotową na wejściu 1 lub 2 a prędkością obrotową silnika. Na sterowniku wejście numer 3 jest opisane jako ENGINE SPEED.
◦ Signals per rotation - ilość sygnałów na obrót masy wirującej.
◦ Inertia - inercja masy wirującej.
◦ Wizard - narzędzie służące do obliczania inercji na podstawie eksperymentu - rozpędzania masy wirującej stałym momentem siły oraz wyhamowania oporami własnymi. Instrukcja korzystania z narzędzia znajduje się w dokumencie „Sterownik hamowni DC1 - instalacja i konfiguracja”.
• Load Cell - konfiguracja współczynników tensometru. Moment siły z tensometru = napięcie na wejściu * a + b.
◦ a - wzmocnienie
◦ b - offset
◦ Wizard - narzędzie do kalibracji współczynników. Sposób przeprowadzania kalibracji opisany jest w dokumencie „Sterownik hamowni DC1 - instalacja i konfiguracja”. Jeśli tensometr nie jest używany współczynniki muszą zostać ustawione na 0.
• High precision ADC - wejścia analogowe wysokiej precyzji
◦ High precision ADC mode - zakres mierzonego napięcia lub wybór trybu termopary.
◦ Differential mode - tryb pomiaru różnicowego.
◦ User name - nazwa kanału danych przydzielona przez użytkownika.
◦ Unit type - rodzaj wielkości fizycznej.
◦ Characteristic - charakterystyka do przeliczenia napięcia na wielkość fizyczną. Skróty klawiszowe dostępne do edycji charakterystyki:
▪ Del - usuwa punkt charakterystyki
▪ I - dodaje punkt charakterystyki na lewo od obecnego
▪ O - dodaje punkt charakterystyki na prawo od obecnego
• Analog input - wejścia analogowe 0-5V - konfiguracja analogiczna jak w przypadku wejść wysokiej precyzji opisanych powyżej.
• Dyno type - wybór rodzaju hamowni
◦ engine - hamownia silnikowa
◦ chassis - hamownia podwoziowa
◦ hub - hamownia hubowa
◦ proppeler - hamownia śmigłowa do silników lotniczych
• Engine speed source - sposób kalkulacji prędkości silnika
◦ calculate from frequency inputs and ratio - prędkość silnika obliczana jest na
podstawie stałego przełożenia pomiędzy prędkością obrotową na wejściu Frequency 1 a prędkością obrotową silnika
◦ engine clamp - prędkość silnika pobierana jest z wejścia częstotliwościowego Frequency 3 (ENGINE SPEED)
◦ OBD - prędkość silnika pobierana poprzez interfejs OBD
Obecnie sterowanie hamulcem hamowni w celu utrzymywania zadanych obrotów silnika działa wyłącznie w trybie calculate from frequency inputs and ratio.
• Engine speed ratio - stosunek prędkości obrotowej silnika do prędkości obrotowej
powiązanej z wejściem Frequency 1. Pole jest powiązane z polem Speed ratio w zakładce RUN.
• Chassis dyno roller n diameter - Średnica rolki hamowni podwoziowej.
• Ambient sensor type - rodzaj czujnika warunków otoczenia
◦ build in sensor - czujnik wbudowany w sterownik
◦ failsafe values - wartości z zakładki ustawień Ambient data
• PWM low side output - konfiguracja wyjść PWM sterownika. Wyjścia 1 i 2 są służą do sterowania hamulcami powiązanymi z wejściami częstotliwościowymi Frequency 1 i 2.
Wyjścia 3 i 4 pozostawione są na dodatkową funkcjonalność.
◦ Mode - tryb pracy wyjścia
▪ PWM - Pulse Width Modulation - modulacja wypełnienia impulsu
▪ RC pulse - sygnał do sterowania serwomechanizmu modelarskiego
◦ Frequency - częstotliwość sygnału PWM
◦ Max duty cycle - maksymalne wypełnienie sygnału PWM / RC pulse - może służyć do ograniczenia maksymalnej mocy hamulca.
◦ Invert - odwrócenie wyjścia - domyślnym stanem aktywnym wyjścia jest stan niski - załączenie do masy. Opcja Invert odwraca poziom sygnału.
• Analog output - wyjścia analogowe - do przyszłego wykorzystania
◦ Range - zakres napięcia wyjściowego
• Brake group PID - ustawienia współczynników dla kontrolera PID hamulca. W sterowniku pracują 2 kontrolery PID. Jeden powiązany jest z wejściem częstotliwościowym Frequency 1 i wyjściem PWM low side output 1, drugi analogicznie z wejściem i wyjściem 2.
2.7.2 Ambient data - warunki otoczenia
Zakładka warunków otoczenia służy konfiguracji wartości przyjmowanych w przypadku awarii czujnika lub wybrania ręcznie wprowadzonych warunków otoczenia.
2.7.3 OBD
Oprogramowanie hamowni wspiera odczyt danych diagnostycznych pojazdu poprzez interfejs OBD. Możliwe jest korzystanie z interfejsów podłączonych przez port szeregowy / USB, lub z interfejsów bezprzewodowych Bluetooth.
Aby skorzystać z funkcjonalności, należy wybrać typ interfejsu: „USB / Serial” lub „Bluetooth”.
Dla interfejsu „USB / Serial” należy wybrać port w systemie do którego podpięty jest interfejs.
Podpowiedzi portów do wyboru dostępne są po kliknięciu PPM na pole z nazwą portu.
Dla interfejsu „Bluetooth” należy wpisać nazwę urządzenia bluetooth interfejsu. W przypadku wybrania interfejsu bluetooth, interfejs należy wcześniej sparować za pomocą narzędzia w systemie operacyjnym. Lista dostępnych urządzeń bluetooth dostępna jest poprzez kliknięcie PPM na polu z nazwą urządzenia. Podczas korzystania z interfejsu bluetooth należy mieć na uwadze, że system może reagować na podłączenie interfejsu z pewnym opóźnieniem - nawet do kilkunastu sekund.
Jako typ używanego interfejsu można wybrać „none”, aby wyłączyć ostrzeżenia o pracy interfejsu.
2.7.4 Throttle control - sterowanie przepustnicą
Zakładka sterowania przepustnicą pozwala na konfiguracje metody sterowania elektroniczną przepustnicą. Obecnie wspierane jest sterowanie przepustnicą we współpracy ze sterownikiem Ecumaster EMU Black. W zakładce należy skonfigurować którym interfejsem CAN sterownik hamowni połączony jest ze sterownikiem EMU Black.
W sterowniku EMU Black należy włączyć możliwość sterowania elektroniczną przepustnicą przez zaznaczenie opcji Enable CAN control oraz ustawienie takiego samego CAN ID jak w sterowniku hamowni w oknie DBW - Parameters.
Aby funkcja działała poprawnie konieczne jest aby magistrala CAN była skonfigurowana na taką samą prędkość w obu urządzeniach, oraz była wyposażona w rezystory terminujące. Rezystory terminujące mogą być włączone programowo w obu urządzeniach.
Ustawienia CAN bus w zakładce SETTINGS / Dyno settings
Ustawienia w sterowniku Ecumaster EMU Black
2.7.5 Units - jednostki
Zakładka jednostek pozwala na wybranie preferowanych jednostek dla wielkości fizycznych występujących w aplikacji.
2.7.6 Branding - grafika w tle wykresu
Zakładka branding, pozwala na ustalenie własnej grafiki do wykresów hamowni. W zakładce możliwa jest też konfiguracja przeźroczystości, trybu skalowania i pozycji grafiki. Grafikę można załadować metodą „Przeciągnij i upuść” na podgląd wykresu lub poprzez naciśnięcie PPM na wykresie i wybór opcji z menu kontekstowego.
2.7.7 Functions - moduł funkcji użytkownika
Moduł umożliwia tworzenie przez użytkownika własnych funkcji logicznych, matematycznych oraz też bardziej zaawansowanych takich jak histereza czy przerzutnik SR. Funkcje mogą zostać
wykorzystane do sterowania wyjściami urządzenia lub do wyświetlania dodatkowych informacji na wykresach. Wartość funkcji dodanych przez użytkownika odświeżana jest co 10ms. Wartość funkcji podczas odświeżenia określana jest tylko raz. Funkcje przetwarzane są w kolejności od góry do dołu według tabeli w zakładce SETTINGS / Functions. Przyjmowana jest standardowa konwersja z wartości liczbowych na wartość logiczną:
• 0 -> fałsz
• wartość różna od 0 -> prawda
Dostępne skróty klawiszowe do edycji funkcji:
• Enter - edycja funkcji
• Del - usunięcie funkcji
• Alt + Up - przesunięcie funkcji w górę tabeli - wcześniej w kolejności przetwarzania
• Alt + Down - przesunięcie funkcji w dół tabeli - później w kolejności przetwarzania
• N - nowa funkcja Konfiguracja funkcji
• Name - nazwa funkcji nadana przez użytkownika
• Operator - rodzaj funkcji - operator matematyczny, logiczny lub
zaawansowana funkcja
• Argumenty funkcji Argumentem funkcji może być:
• stała (constant)
• kanał danych (variable)
• inna funkcja (function)
• kanał danych w magistrali CAN (can input)
Dostęp do narzędzia pomagającego w wyborze funkcji lub kanału danych uzyskuje się poprzez podwójne kliknięcie w polu wartości argumentu przy wybranym odpowiednim typie. Wartość stałej wpisuje się ręcznie.
2.7.8 CAN parser - pobieranie danych z magistrali CAN
Moduł CAN parser pozwala na ekstrakcję danych z magistrali CAN do dalszego użycia w programie. Pobrane dane mogą zostać wyświetlone na wykresach lub użyte do sterowania wyjściami urządzenia. Kanał danych określany jest jako CAN Input.
Operacje na kanałach można przeprowadzać za pomocą skrótów klawiszowych:
• Enter - edycja kanału
• Del - usunięcie kanału
• Alt + Up - przesunięcie kanału w górę tabeli
• Alt + Down - przesunięcie kanału w dół tabeli
• N - nowy kanał
Konfiguracja kanału
• Name - nazwa kanału nadana przez użytkownika.
• Channel - numer magistrali CAN w sterowniku - sterownik wyposażony jest w dwie fizyczne magistrale CAN.
• CAN ID - ID wiadomości CAN
• Compound message - opcja obsługi formatu compound. Format opiera się na wysyłaniu wielu danych w wiadomości o tym samym ID. Zawartość danej wiadomości kodowana jest liczbą wysłaną w bajcie 0.
• Compound ID - wartość bajtu 0 przy której wiadomość jest przetwarzana.
• Endianness - kolejność bajtów w wiadomości CAN. Standardem jest kolejność Big Endian gdzie najbardziej znaczący bajt umieszczony jest w bajcie 0. Możliwe jest dekodowanie
wiadomości w kolejności Little Endian. Kolejność bajtów jest wtedy odwrócona i bajt 0 jest najmniej znaczący.
• Bit count - ilość bitów do pobrania z wiadomości CAN
• Byte offset, Bit offset - pozycja z której pobierane są dane. Pozycja określana jest zawsze od prawej strony, czyli od najmniej znaczącego bitu po uwzględnieniu kolejności bajtów (Endianness). Pozycja = Byte offset * 8 + Bit offset.
• Signedness - Określa czy liczba ma być interpretowana jako liczba bez znaku (unsigned) czy ze znakiem (signed) w kodzie uzupełnień do dwóch - Two's complement.
Kolejny obszar okna przedstawia podgląd ekstrakcji danych z wiadomości CAN. Najbardziej znaczący bajt (MSB) zawsze znajduje się po lewej stronie.
W kolejnej linii przedstawiona jest numeracja bajtów zgodna z numeracją protokołu CAN bus. Bajt 0 jest bajtem przesyłanym jako pierwszy. Numeracja bajtów zmienia kolejność w zależności od wybranej kolejności bajtów (Endianness).
Kolejna linia przedstawia bity wiadomości które zostaną pobrane zgodnie z ustawieniami Bit count i Byte offset, Bit offset. Znaki X określają bity, które nie są pobierane. Podświetlenie linii na czerwono oznacza, że pożądana ilość bitów nie może zostać pobrana z podanej pozycji.
Kolejna linia przedstawia na żywo odbierane dane na skonfigurowanym kanale i ID.
• Multiplier - mnożnik wartości
• Divider - dzielnik wartości
• Offset - składnik dodawany do wartości
Wartość wyjściowa CAN Input = liczba z ekstrakcji * Multiplier / Divider + Offset
• Enable timeout - włącza funkcję nadpisywania wartości kanału w przypadku nie otrzymania wiadomości CAN.
• Timeout - czas przez który musi wystąpić brak pożądanej wiadomości CAN aby aktywować funkcję.
• After timeout value - wartość która zostanie ustawiona przy braku wiadomości CAN.
2.8 Pasek statusu
Zawiera informacje o statusie podpiętych modułów hamowni, obciążeniu systemu i aktualnym czasie systemowym.
2.8.1 Status komunikacji z mikrokontrolerem
Następująca tabela przedstawia przykłady możliwych stanów interfejsów.
Komunikacja poprawna. Przesyłane jest 2551 ramek informacji na sekundę.
Błąd komunikacji z mikrokontrolerem. Stan nie powinien występować przy poprawnej pracy urządzenia. Jeśli występuje, skontaktuj się producentem w sprawie rozwiązania problemu.
2.8.2 Status warunków otoczenia
Wartości awaryjne wybrane
temperatura: 25°C, ciśnienie: 1000mb, wilgotność względna: 40%, korekcja SAE J1349: +0.3%
Czujnik wybrany oraz podłączony.
Czujnik wybrany, ale wystąpił problem z podłączeniem i wartości awaryjne są używane.
2.8.3 OBD status
Interfejs OBD nie został wybrany.
Interfejs wybrany. Trwa łączenie z interfejsem.
Interfejs “V-LINK” wybrany, podłączony i gotowy do użycia.
Problem z połączeniem do interfejsu - prawdopodobnie nie zasilony, przełączony w tryb oszczędzania energii lub poza zasięgiem.
Interfejs podłączony i działający. Średnia częstotliwość zapytań do ECU: 17.5Hz (zależna od ECU i używanego interfejsu).
2.8.4 Obciążenie procesora CPU
Ponieważ interfejs hamowni wysyła dużą ilość danych, wymagających przetwarzania w czasie rzeczywistym i utrata tych danych, wiąże się z uszkodzeniem wyniku pomiaru, ważne jest aby jednostka główna pracowała płynnie i była gotowa na przychodzące dane. Podczas wykonywania pomiarów żadne aplikacje, poza aplikacją hamowni nie powinny być uruchomione. Wysokie użycie
procesora może wskazywać na to, że inna aplikacja pracuje w tle i konsumuje zasoby systemowe, albo, że występuje inny problem z systemem operacyjnym. Podświetlenie kontrolki sygnalizuje potencjalne problemy.
• Żółte podświetlenie - obciążenie CPU powyżej 60% lub jego temperatura powyżej 80℃
• Czerwone podświetlenie - obciążenie CPU powyżej 80% lub jego temperatura powyżej 85℃
Stan systemu powodujący podświetlenie kontrolki na czerwono prawdopodobnie będzie źródłem problemów z pracą oprogramowania.
2.8.5 Czas systemowy
Obecna data i czas jest podstawą oznaczania plików pomiarowych. Pliki oznaczane są aktualną datą oraz czasem. Przed wykonywaniem pomiarów istotne jest, aby sprawdzić, czy czas systemowy jest poprawny. Pozwoli to utrzymać dane pomiarowe dobrze zorganizowane i łatwe w analizie. Za utrzymanie poprawnego czasu systemowego odpowiedzialny jest zegar czasu rzeczywistego zasilany baterią oraz system synchronizacji czasu przez internet.
3 Korzystanie z hamowni
3.1 Loss model - model strat
Kiedy wykonywany jest pomiar na hamowni, ułamek mocy silnika tracony jest w skrzyni biegów, dyferencjale, łożyskach oraz na styku opony z rolką. Moc strat jest zależna od prędkości i może zostać stworzony dla niej model do ponownego wykorzystania. Moc strat zmienia się także wraz z temperaturą olejów oraz opon. Raz obliczony model może być użyty do kolejnych pomiarów.
Model strat powinien być ponownie wyznaczony w następujących przypadkach:
• Umocowanie pojazdu na hamowni zmieniło się lub zostało bardziej naciągnięte
• Temperatura opon zmieniła się znacznie
• Temperatura skrzyni biegów i dyferencjału zmieniła się znacznie
Aby używać Loss Model Calculator, podczas pomiaru po osiągnięciu maksymalnej prędkości obrotowej należy wcisnąć sprzęgło i pozwolić aby koła i rolki hamowni zatrzymały się same.
Podczas tego zakresu wyznaczania strat rolka jest spowalniania wyłącznie siłami związanymi ze stratą i oprogramowanie rejestruje te siły.
Gdy Loss Model Calculator jest uruchamiany, zakres wyznaczania strat jest wybierany automatycznie. Należy zawsze samodzielnie sprawdzić czy zakres wyznaczania strat został wybrany poprawnie i w razie potrzeby skorygować wybrany zakres.
W górnym wykresie Prędkość i Moc Strat są wyrysowane w funkcji czasu. Zakres wyznaczania strat można poznać po stabilnie malejącej Prędkości oraz Mocy Strat. Jeśli masz wątpliwości co do zasięgu zakresu wyznaczania strat, lepiej jest zaznaczyć część zakresu co do której jest się
pewnym niż zaznaczyć dane zawierające niepożądane wartości przejściowe. Poprawne zaznaczenie
zakresu wyznaczania strat pokazane jest powyżej. Przykłady nieprawidłowego zakresu pokazane są poniżej.
Na dolnym wykresie Zmierzona Moc Strat oraz Moc Strat z Modelu jest wykreślona dla
weryfikacji. Jeśli dopasowanie modelu do pomiaru jest zadowalające, należy model zatwierdzić przyciskiem Load. Zamykając okno bez naciśnięcia Load wyznaczony model strat jest porzucany.
Jeśli zaakceptujesz model strat, jest on zapisywany w pliku z danymi pomiarowymi użytym do wyznaczenia modelu.
Używanie Modelu Strat daje następującą przewagę nad konwencjonalnym odejmowaniem zarejestrowanych strat.
Odejmowanie zarejestrowanych strat Model strat (Perek Dyno) Mechaniczne oscylacje po odpuszczeniu gazu
przenoszą się na wykres mocy silnika
Straty po odpuszczeniu gazu wyliczane są z modelu i występujące wtedy oscylacje nie wpływają na kształt wykresu mocy silnika Jakikolwiek rezonans między kołem a rolką
podczas zakresu wyznaczania strat może się przenieść na wykres mocy silnika
Lokalne rezonanse są idealnie filtrowane przez algorytm estymacji modelu strat
Zapisana moc strat może zostać wykorzystana tylko w zakresie obrotów w którym została zmierzona
Raz wyznaczony Model Strat może być łatwo wykorzystywany do kolejnych pomiarów i strojenia na żywo w dowolnym zakresie obrotów silnika
4 Przykłady krok po kroku
4.1 Minimalna konfiguracja hamowni
Procedura instalacji i konfiguracji sterownika opisana jest w dokumencie „Sterownik hamowni DC1 - instalacja i konfiguracja” dostępnym do pobrania na stronie
http://dyno.perek.it/pliki/index.php
4.2 Konfiguracja nowego projektu / samochodu
• Minimalna konfiguracja hamowni powinna zostać ukończona
• Przejdź do zakładki PROJECTS
• Kliknij na tabelę z projektami i naciśnij klawisz 'N'. Nowy projekt zostanie utworzony
• Uzupełnij szczegóły projektu (nazwę, samochód, numer rejestracyjny) wedle potrzeby poprzez podwójne kliknięcie na pola tabeli
• Umocuj samochód na hamowni
• Przejdź do zakładki RUN
• Wpisz komentarz dla bieżącego pomiaru. Np.: “pomiar kalibracyjny”
• Kliknij START. Powinny być widoczne na żywo dane pomiarowe z hamowni. Dane są teraz zapisywane do pliku
• Rozpędź silnik do maksymalnych obrotów, naciśnij sprzęgło i pozwól zatrzymać się rolkom samodzielnie
• Kliknij STOP
• Kliknij Prawym Przyciskiem Myszy na wartości przełożenia Speed ratio aby wywołać menu kontekstowe
• Wybierz z menu Get from last run
• W ukazanym okienku wpisz maksymalną prędkość obrotową silnika osiągniętą w pomiarze kalibracyjnym
• Kliknij OK
• Przełożenie Speed ratio zostaje uaktualnione w pliku z pomiarem oraz zachowane w aplikacji do przyszłego użycia
• Kliknij Prawym Przyciskiem Myszy na pole obok podpisu Loss model
• Wybierz z menu Get from last run
• Podążaj za instrukcjami z sekcji Loss model - model strat aby skonfigurować model strat
• Podstawowa konfiguracja pomiaru jest ukończona. Można wykonywać kolejne pomiary.
4.3 Wykonywanie pomiarów i porównywanie wyników
• Konfiguracja nowego projektu / samochodu powinna zostać wykonana dla bieżącego umocowania samochodu
• Przejdź do zakładki RUN
• Wprowadź komentarz dla bieżącego pomiaru. Np.: „konfiguracja seryjna”
• Kliknij START
• Wykonaj pomiar poprzez rozpędzenie silnika do maksymalnych obrotów na możliwie najwyższym biegu. Ponowne wyznaczanie mocy strat jest opcjonalne
• Kliknij STOP
• Dokonaj modyfikacji pojazdu
• Wpisz komentarz dla nowego pomiaru. Np.: „konfiguracja zmodyfikowana”
• Kliknij start START
• Wykonaj nowy pomiar. Wyznaczanie mocy strat jest opcjonalne.
• Kliknij STOP
• Przejdź do zakładki ANALYZE
• Wybierz pomiar z komentarzem „konfiguracja seryjna” i kliknij ▼ ▼ ▼ aby załadować go do analizy (Loaded runs)
• Przebieg prędkości silnika w czasie zostanie wyświetlony w panelu Display ranges.
Automatycznie wybierany jest tam zakres pomiaru służący do wykreślenia charakterystyki Moc / Prędkość silnika. Możliwa jest ręczna zmiana zakresu poprzez nowe zaznaczenie lewym przyciskiem myszy.
• Wybierz pomiar z komentarzem „konfiguracja zmodyfikowana” i kliknij ▼ ▼ ▼ aby załadować go do analizy
• Kolejny pomiar zostanie wyświetlony w panelu Display ranges
• Podobnie jak wcześniej, można skorygować analizowaną część pomiaru
• Teraz oba pomiary są wyświetlone na wykresie mocy / momentu jednocześnie
• Możesz zapisać / wydrukować wykresy klikając na nich Prawym Przyciskiem Myszy i wybierając opcję Save / Print.
4.4 Strojenie kąta zapłonu
Aby sprawnie wystroić kąt zapłonu silnika, twoja hamownia powinna być wyposażona w hamulec elektrowirowy oraz interfejs OBD umożliwiający rejestracje aktualnego kąta zapłonu.
• Minimalna konfiguracja hamowni wraz z konfiguracją hamulca i kontrolera PID musi zostać wykonana
• W zakładce SETTINGS -> OBD typ używanego interfejsu OBD
• Przejdź do zakładki RUN
• Kliknij prawym przyciskiem myszy na górny wykres punktowy. Wybierz X Axis -> OBD 14 Timing advance
• Kliknij ponownie i wybierz Y Axis -> Power
• Kliknij START
• Rozpędź silnik do pożądanej prędkości obrotowej i kliknij LOCK CURRENT RPM
• Naciśnij pedał gazu aby znaleźć się w pożądanej pozycji na mapie zapłonu (kombinacji prędkości obrotowej i obciążenia) w oprogramowaniu do strojenia
• Modyfikuj kąt zapłonu oraz obserwuj jego zależność od mocy na wykresie punktowym.
Wykres może zostać zamrożony poprzez wybranie Pause z menu kontekstowego.
• Zanotuj kąt zapłonu, który pozwolił osiągnąć maksymalną moc aby użyć go w oprogramowaniu sterownika silnika.
Podczas strojenia kąta zapłonu w silniku miej na uwadze jego bezpieczeństwo związane ze spalaniem stukowym.
Jeśli nie masz dostępu do interfejsu OBD możesz wybrać wyświetlanie mocy na wykresie w funkcji czasu i obserwować jej zmiany podczas strojenia kąta zapłonu. Pozwoli to na wyznaczenie kąta zapłonu dającego maksymalną moc silnika.
PEREK www.perek.it dyno@perek.it
